Les différences entre le forgeage et le moulage du siège de l'arbre de la flèche et du bras de l'excavatrice.

Le siège de l'arbre de flèche d'une excavatrice est un élément porteur essentiel qui relie la flèche au vérin. Son procédé de fabrication (forgeage ou moulage) influence directement les performances et la durée de vie de l'équipement.

1. Propriétés des matériaux et résistance structurelle

1) Siège d'arbre forgé :

Structure du grain : Grâce à une déformation plastique à haute température et haute pression (comme le refoulement et l'étirage), les grains métalliques sont affinés dans le sens de la force (peuvent être affinés à moins de 5 µm), formant des lignes d'écoulement continues, qui améliorent la résistance à la traction (jusqu'à plus de 850 MPa) et la limite d'élasticité (> 700 MPa).

Contrôle des défauts : Élimine les défauts de moulage tels que la porosité et les cavités de retrait, avec une densité interne > 99,9 %, la durée de vie en fatigue augmente de 3 à 5 fois, adaptée pour résister aux charges d'impact de l'excavation.

Cas : Un siège d'arbre de flèche forgé a fonctionné en continu pendant 1 000 heures sans déformation ni fissure, réduisant considérablement le taux de défaillance.

2) Siège d'arbre moulé :

Limitations structurelles : Lors du refroidissement et de la solidification du métal en fusion, celui-ci est sujet à la formation de pores et d'inclusions, avec des grains grossiers et une ségrégation, ce qui entraîne une résistance relativement faible (environ 70 % des pièces forgées) et une ténacité insuffisante.

Points de risque : Sous des charges alternées, des fissures sont susceptibles de se former aux endroits défectueux et une utilisation à long terme peut entraîner un risque de fracture.

2. Technologie de production et rentabilité

1) Processus de forgeage :

Procédé : Nécessite une presse de 10 000 tonnes pour le forgeage, combinée à un forgeage libre pour le préformage (par exemple, le siège de l'axe de flèche doit d'abord être refoulé pour améliorer la structure), avec des exigences de haute précision pour la matrice (tolérance dimensionnelle ± 0,05 mm).

Coût : Coût unitaire élevé (le coût de la matrice représente 30 à 50 %), adapté à la production en lots moyens et petits ; mais taux d'utilisation du matériau > 90 %, avec moins de déchets.

2) Processus de moulage :

Adaptabilité : Permet de former des structures géométriques complexes d'un seul tenant (telles que des trous de passage d'huile irréguliers). Le moulage au sable/métal est adapté à la production à grande échelle, réduisant le coût unitaire de 40 %.

Coût des défauts : une inspection aux rayons X et un traitement thermique ultérieurs sont nécessaires pour réparer les défauts, et le coût global peut dépasser celui du forgeage.

3. Liberté de conception et légèreté

1) Avantage du moulage : peut intégrer des caractéristiques complexes telles que des nervures de renforcement et des cavités de réduction de poids, réduisant le poids de 15 % à 20 % (comme les sièges de roulement moulés en alliage d'aluminium).

2) Limitation de forgeage : la forme est limitée par le moule, nécessitant généralement un traitement secondaire (comme le fraisage de trous d'huile), mais l'épaisseur de la paroi peut être optimisée pour être plus fine (par exemple 4 mm), et un renforcement local peut être obtenu grâce à la conception de la topologie.

4. Comparaison des scénarios d'application

Indicateurs Forgeage Siège de roulement Coulée Siège de roulement

Capacité de charge Usage intensif (> excavatrices de 50 tonnes) Usage moyen-léger (10 000 heures) 5 000 à 8 000 heures.

Coût de maintenance Faible (taux de défaillance Moyen-élevé (réparation fréquente des défauts)

5. Suggestions de prise de décision économique

1) Choisissez le forgeage : lorsque l'équipement nécessite un fonctionnement à haute intensité à long terme (comme les excavatrices minières) ou lorsqu'une redondance de sécurité extrêmement élevée est requise (comme l'ingénierie des fosses de fondation profondes).

2) Choisissez le moulage : pour les projets sensibles aux coûts (tels que les petites machines agricoles) ou les scénarios avec des formes extrêmement complexes.

6. Tendances en matière d'innovation de processus

1) Fabrication composite : noyaux de moulage imprimés en 3D + renfort de forgeage local, équilibrant complexité et résistance (comme la solution brevetée de Sany Heavy Industry).

2) Surveillance intelligente : implantation de capteurs dans le processus de forgeage pour contrôler en temps réel la température/pression, réduisant ainsi les contraintes internes.

Le choix du procédé de fabrication des paliers de flèche d'excavatrice est essentiellement un jeu de « performances, coût et durée de vie ». Forgeage des paliers : Fiabilité optimale et longue durée de vie, adaptés aux équipements lourds et de grande valeur. Coulée des paliers : Priorité à l'économie et à la rentabilité pour les applications légères.